Nozioni di base. cromosoma. 2. I cromosomi sono composti dal DNA. Ogni essere vivente è composto di cellule DNA. corpo cellulare

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1 Nozioni di base cromosoma Ogni essere vivente è composto di cellule 2. I cromosomi sono composti dal DNA batterio cellula vegetale cellula muscolare cellula nervosa DNA corpo cellulare 1. I geni sono situati nel nucleo della cellula nucleo cellulare genoma umano 3. L insieme dei cromosomi forma il genoma gene 4. Un gene è un frammento di DNA gene 7. Sintesi di proteine a richiesta proteina gene T U A A G C G A C C T G G T trascrizione A C T A 5. Il DNA è una doppia catena RNA 6. Dal gene alla proteina traslazione

2 Come funziona l ingegneria genetica batterio plasmide 2. Il trucco dell anello di DNA tagliare (mediante l enzima di restrizione) gene dell insulina estrarre (mediante l enzima di restrizione) 1. Come si isola un gene cellula umano saldare (attraverso l enzima ligasi) DNA umano nucleo cellulare 3. Patrimonio genetico modificato moltiplicare i batteri purificare l insulina 4. Insulina umana dai batteri insulina

3 Genomica il mondo del DNA polimerasi componenti del DNA C, A, T, G 1. Preparazione: isolare i frammenti di DNA frammento di DNA separare riempire separare riempire separare riempire separare 2. Tecnica PCR: crescita esponenziale stop G 3. Sequenziamento: frammenti di DNA con terminazione nota 4. Elettroforesi: ordinare in base alle dimensioni - +

4 Transcrittomica il mondo del RNA cellula sequenza start RNA sequenza stop trascrizione DNA polimerasi 1. I corrieri mrna mrna sirna 2. Far tacere i geni sirna snrna complesso snrna 3. Gli aiutanti degli mrna snrna 4. I mattoni della fabbrica di proteine rrna rrna splicing ribosoma (fabbrica di proteine) proteina traslazione lisina amminoacido alanina AAG trna GCU 5. I trasportatori di amminoacidi trna anticodone

5 Cellule staminali embrionali fecondazione in vitro ovulo spermatozoo embrione unicellulare divisione transfer nucleare ovocita enucleato Blastocisti nucleo cellulare Linee cellulari staminali cellula somatica Cellule specializzate

6 Terapia del cancro sonda 1. Prelievo di campioni genetici 2. Raffronto del tumore 3. Tipologia genetica del tumore recettore cellula cancerosa fattore di crescita 4. Terapia biologica del cancro mrna anticorpo terapeutico

7 Terapia genica somatica 2. Isolamento del gene sano 1. Cellule con gene difettoso gene ADA sano virus con gene ADA incorporato gene ADA difettoso cellule somatiche ematopoietiche 3. Nella cellula grazie al virus 5. Il nuovo gene agisce 4. Cellule con un gene supplementare cellule somatiche ematopoietiche

8 Sistema immunitario e vaccini 1. Il corpo viene attaccato 2. L organismo reagisce batterio cellula tissutale antigene macrofago 3. Il sistema immunitario viene attivato cellula B memoria cellula ausiliaria cellula B attivata anticorpi cellula B che libera anticorpi Vaccinazione attiva Vaccinazione passiva frammenti di agente patogeno anticorpi

9 Ereditarietà ereditarietà dominante ereditarietà recessiva genitori madre sana padre malato madre portatrice sana padre portatore sano spermatozoo ovulo cellule germinali figli malato sano sano malato malato sano portatore sano portatore sano

10 Coltivazione di piante transgeniche 1. Un batterio fa da «taxi» ai geni agrobatterio plasmide Ti gene da inserire gene marker 2. Il vettore dei geni è pronto arabetta comune frammenti di foglie dell arabetta comune 3. Un erbaccia funge da modello 4. Unione delle cellule batteriche e di quelle vegetali 5. Introduzione dei geni cellula vegetale 6. Piccola differenza, grande effetto arabetta comune con gene estraneo

11 Coltivazione mondiale di piante GM Fonte: International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA), Corrisponde a ha di terra coltivata con piante transgeniche Superficie coltivata con piante transgeniche nel 1996 Incremento della superficie coltivata con piante transgeniche fino al 2001 Incremento della superficie coltivata con piante transgeniche fino al 2006

12 Mais Bt 1. Un temibile parassita piralide del mais Bacillus thuringiensis (Bt) piralide del mais morta 2. Una proteina efficace proteina Bt gene Bt 3. Sfruttare la proteina Bt cellula vegetale del mais proteina Bt giovane pianta di mais 4. Mais con protezione parassitaria integrata mais convenzionale mais Bt 5. Esperienze sul campo

13 Produzione di un enzima per la determinazione della glicemia Produzione tradizionale nel batterio Leuconostoc Produzione nel batterio E. coli-k12 geneticamente modificato Consumo di sostanze nutritive kg = 100 % 2,5 % = 160 kg Consumo di acqua potabile 120 m 3 = 100 % 0,8 % = 1m 3 Impiego di disolfato di ammonio kg = 100 % 1,5 % = 200 kg Consumo di acqua di raffreddamento m 3 = 100 % 2,0 % = 30 m 3 Quantità di acqua di scarico m 3 = 100 % 0,02 % = 0,2 m 3 Consumo di elettricità kwh = 100 % 2,5 % = 100 kwh Fonte: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz